3G(UMTS) сети сами по себе уже являлись довольно продвинутой технологии и их поздние версии 3,75G с поддержкой технологий HSPA+ были фактически предтечей нового вида связи четвертого поколения 4G. В конечном итоге основным стандартом 4G стала связь LTE, которая затем была усовершенствована до LTE advanced. Для LTE advanced были озвучены следующие требования: стандарт скорости для движущихся объектов более 100 Мбит/с, для стационарных более 1Гбит/с. В отличие от своих предшественников благодаря новому радиомодулю LTE поддерживает уже не 2-3 основных частоты, а целую частотную полосу от 1,4Мгц до 20МГц. Каналы стали более широкополосными, а новые типы модуляции сигнала и протокол передачи данных который стал полностью цифровым (включая голос) обеспечили более высокую скорость.
| Стандарт сети | Технология | Модуляция | Скорость передачи данных (макс.) к абоненту/от абонента | Полоса сигнала, МГц |
| GSM | GPRS | GMSK | 20/20 кбит/с | 0,2 |
| EDGE | 8PSK | 59,2/59,2 кбит/с | 0,2 | |
| UMTS | R99 WCDMA | QPSK | 384/384 кбит/с | 5 |
| HSDPA | 16QAM/QPSK | 14,4/5,76 Мбит/с | 5 | |
| HSPA+ | 64QAM/16QAM | 21/11,5 Мбит/с | 5 | |
| DC HSPA+ | 64QAM/16QAM | 42/23 Мбит/с | 10 | |
| LTE | MIMO 2\2 | 64QAM | 150/75 Мбит/с | 20 |
Для оборудования 4G сетей выделено около 70 стандартных диапазонов частот, так называемых BAND.
Используемые в России.
3 в диапазоне 1800 МГц FDD; 7 в диапазоне 2600 МГц FDD; 20 в диапазоне 800 МГц FDD;
31 в диапазоне 450 МГц FDD; 38 в диапазоне 2600 МГц TDD.
| № | Оператор | Частотный диапазон (UL/DL), МГц | Ширина канала, МГц | Тип дуплекса | Номер в 3GPP |
| 1 | Yota (Мегафон) | 2500-2530 / 2620-2650 | 30 | FDD | Band 7 |
| 2 | Мегафон | 2530-2540 / 2650-2660 | 10 | FDD | Band 7 |
| 3 | Мегафон | 2575-2595 | 20 | TDD | Band 38 |
| 4 | МТС | 2540-2550 / 2660-2670 | 10 | FDD | Band 7 |
| 5 | МТС | 2595-2615 | 20 | TDD | Band 38 |
| 6 | Билайн | 2550-2560 / 2670-2680 | 10 | FDD | Band 7 |
| 7 | Ростелеком/Теле2 | 2560-2570 / 2680-2690 | 10 | FDD | Band 7 |
| 8 | Ростелеком/Теле2 | 832-839.5 / 791-798.5 | 7.5 | FDD | Band 20 |
| 9 | МТС | 839.5-847 / 798.5-806 | 7.5 | FDD | Band 20 |
| 10 | Мегафон | 847-854.5 / 806-813.5 | 7.5 | FDD | Band 20 |
| 11 | Билайн | 854.5-862 / 813.5-821 | 7.5 | FDD | Band 20 |
| 12 | МТС | 2595-2620 | 25 | TDD | Band 38 |
| 13 | Теле2 | 453-457.4 / 463-467.4 | 4.4 | FDD | Band 31 |
Обозначения FDD и TDD обозначают виды обработки сигнала FDD это Frequency Division Duplex (частотный разнос входящего и исходящего канала), TDD - Time Division Duplex (временной разнос входящего и исходящего канала). В данном случае если мы имеем ширину канала в 20 МГц в FDD LTE, часть диапазона частот (15 МГц) отдаётся для приема, а часть (5 МГц) для передачи сигнала. Каналы не пересекаются по частотам и обеспечивается стабильная загрузка и выгрузка данных. TDD LTE полностью отдаёт полосу на прием и передачу, но данные передаются поочередно, при этом больший приоритет получает прием данных.
По статистике самый распространённый LTE диапазон в нашей стране 1800 МГц и потому следует покупать репитер 4G сигнала именно на эту частоту.
Так как диапазон используемых частот достаточно велик, и практически каждый год придумываются усовершенствования для приемного и передающего оборудования (новые типы модуляции, поддержка агрегации частот и многое другое), для стандартизации оборудования были введены специальные категории. Суть этих категорий достаточно проста - выше категория, значит выше скорость приема и передачи. Наиболее широко используемыми на сегодняшний день являются категории CAT3-CAT4. Это означает что максимально достижимая скорость мобильного интернета на прием (DownLink) может составлять 150 Мбит/секунду, на передачу (UpLink) - 50 Мбит/с. Для обычного пользователя знание категории оборудования LTE на данный момент весьма немаловажный фактор, т.к. многие новые устройства (те же мобильные телефоны или роутеры) аппаратно могут просто не поддерживать необходимую скорость обмена данными. На сегодняшний день в большинстве новых моделей телефонов, модемов и роутеров поддерживающих стандарт LTE обычно указывают номер категории. Оговоримся что на сегодняшний день устройства 5-6 категории только начинают появляться на рынке. Хотя на самом деле категорий уже 16 и они еще будут добавляться приведем здесь таблицу для 14 основных категорий.
Как видно из таблицы начиная с категории 6 (cat.6) устройства уже имеют новый стандарт LTE-A (Advanced). LTE-A это практически тот же самый LTE поддерживающий так называемую агрегацию частот. Агрегация частот позволяет смартфону, роутеру, модему работать сразу на нескольких частотах одновременно этим самым расширяя канал приема и передачи информации. В данном случае устройство подключается сразу к нескольким BAND-ам которые обслуживает оператор. Соответственно это будет возможно если роутер или телефон аппаратно поддерживает стандарт LTE-A.
Так что на сегодняшний день, теоретическая скорость интернета в сетях 4G LTE от 1Gb и выше ограничивается в основном выпускаемым оборудованием, т.е. производителям еще только предстоит догнать существующие стандарты... А на подходе уже 5G, но об этом мы поговорим немного позже.
Современные технологии, в частности развитие интернета и беспроводной связи, неузнаваемо преобразили мир. Население пользуется не только свободным доступом к всевозможной информации, но также и уникальными возможностями для общения и веселого проведения досуга. При этом огромное значение имеет уровень качества подключения к интернету, а также скорость передачи данных. И в наше время развитие этих технологий дошло до небывалых высот. Не смотря на повсеместное внедрение нового поколения связи, все еще мало кто знает, что значит 4G.
4G в переводе с английского означает – четвертое поколения. Это перспективное поколение беспроводной связи, которое обладает высокой скоростью передачи данных, а также более высоким качеством голосовой связи. К данному поколению связи относятся такие перспективные технологии, которые предоставляют скорость передачи данных по беспроводной сети не менее 10 Мбит/с движущимся пользователям. И так, что означает 4G? Это четвертое поколение мобильной связи, обладающее массой неоспоримых преимуществ.
По результатам исследований и многочисленных оценок различных технологий широкополосной связи 4G, которая известна под названием IMT-Advenced. По результатам оценок только двум технологиям было присвоено официальное звание IMT-Advenced. Это перспективные технологии LTE-Advenced, а также WirelessMAN-Advenced. Именно эти две технологии на сегодняшний день попадают под стандарт 4G – четвертого поколения беспроводной связи.
Системы связи 4G основываются на пакетных протоколах передачи данных. Для передачи информации в данной технологии используется протокол IPv4, однако в будущем планируется возможность поддержки протокола IPv6.
Современная технология 4G имеет огромнейшее значение в предоставлении широкополосного доступа к интернету в сельской местности, так как более оправдано установить одну станцию 4G, нежели провести оптоволоконную связь. Одна станция способна обеспечить высокоскоростную связь на десятки километров.
На сегодняшний день весьма сложно оценить преимущества высокоскоростной связи четвертого поколения, так как они весьма многочисленны. Используя такие технологии, пользователям становятся доступны огромнейшие объемы всевозможной информации. В прошлое уходит необходимость ожидания открытия сложных и потребительных веб-страниц, а также длительное ожидание скачивания достаточно большого файла, такого как фильм и т.п.
Именно высокая скорость передачи данных по беспроводной сети, а также высокое качество голосовой связи – это и есть основные преимущества четвертого поколения мобильной связи 4G. Это в свою очередь влечет за собой повышение удобства и существенную экономию времени, что является главным требованием пользователей. Помимо этого, мобильная связь 4G предоставляет возможность пользователям выходить в интернет абсолютно в любом месте (где есть покрытие 4G) и в любое время.
Благодаря внедрению технологии четвертого поколения беспроводной связи пользователям станет доступным интернет-телевидение в высоком качестве (HD). Помимо этого люди смогут создавать видеозвонки, а также видеоконференции. Поддержка 4G мобильными устройствами открывает массу новых возможностей.
Благодаря таким технологиям многие люди смогут дистанционно выполнять некоторые действия. К примеру, врачи смогут управлять роботизированными операционными, будучи на другом континенте.
В наши дни существует несколько технологий, которые претендуют на звание четвертого поколения мобильной связи. Это такие технологии как:
Несмотря на такое разнообразие, большинство мобильных операторов выбирают именно технологию LTE, и именно эта технология и развивается в России и Украине. В настоящий момент скорость передачи данных в сетях 4G на основе технологии LTE составляет около 30 Мбит/с, однако в будущем этот показатель планируется повысить до 300 Мбит/с.
Связь 4G – это будущее беспроводных сетей. Многие пользователи уже сегодня имеют возможность ощутить все преимущества данной технологии на себе. При этом, попробовав один раз 4G, уже никогда не захочется возвращаться к 3G и такому медленному соединению.
Статьи и Лайфхаки
Многие люди слышали о том, что такое 4g, но о том, что такое 4g в телефоне знают не все. Хотя именно благодаря этой технологии словосочетание «мобильный интернет» перестало ассоциироваться с низкой скоростью и долгой загрузкой web-страниц.
Пользуясь мобильным интернетом, вы, конечно, замечали, что при установленном соединении в верхней панели быстрого доступа на телефоне появляются разные буквы и аббревиатуры: H, H+, LTE, 3G, 4G и другие. Они обозначают тип соединения, от которого зависит скорость передачи и приёма данных.
Зная расшифровку обозначений и основные параметры каждого типа соединения, вы можете понять, какой скорости ожидать при имеющемся уровне сигнала. В большинстве случаев мобильное устройство само выбирает наиболее быстрый из доступных протоколов связи и даёт возможность пользоваться интернетом через него.
Мобильное устройство показывает тип используемой сети
На выбор типа сетевого соединения влияют следующие факторы:
Альтернативные названия - 3rd Generation и UMTS. Это наиболее распространённый формат интернет-соединения в наши дни. Цифра «3» обозначает третье поколение протоколов связи. Изначально скорость соединения этого типа не превышала 384 Кбит/с, но теперь при благоприятных условиях она может достигать 21 Мбит/с. Однако чаще всего на телефоне или планшете вы получите скорость до 2 Мбит/с.
К достоинствам режима 3G можно отнести то, что он уступает по скорости только 4G-соединению, но при этом доступен практически везде. Но если вы движетесь на машине или в поезде быстрее 30 км/ч, то скорость соединения начинает снижаться.
Скорость мобильного интернета в сетях 4G во много раз выше, чем в любых других
Тип H является улучшенной версией 3G, основанной на технологии HSDPA - High Speed Downlink Packet Access. H+, 3.5G и 3G+ также являются надстройками над режимом 3G, использующими протокол HSPA+. Они позволяют развивать более высокую скорость передачи данных: в идеальных условиях при использовании двухканального варианта протокола HSDPA - до 21 Мбит/с, а в базовой моноканальной версии протокола HSPA+ - до 22 Мбит/с. В реальности, однако, скорость в обоих протоколах обычно не превышает 3,8 Мбит/с.
Этот вариант редко можно увидеть, так как телефоны обычно не отображают его на панели состояния, хотя реально используют. Соединение осуществляется по протоколу DC-HSPA+ - улучшенному варианту HSPA. Максимальная скорость его в два раза выше, чем у варианта H - 42 Мбит/с, так как в нём реализовано двухканальное взаимодействие. Лучшие показатели сетей этого типа соизмеримы со средними показателями 4G-соединения.
4G (сети четвёртого поколения) - самые быстрые из доступных на данный момент. Но только если в них реализован протокол LTE (Long Term Evolution). Изначально в сетях 4G применялась технология WiMAX, и скорость их не превышала 40 Мбит/с. Но сегодня уже практически все операторы связи используют протокол LTE.
Существует два вида LTE-сединений: LTE FDD и LTE TDD. Основное их различие - распределение доступного диапазона частот. Но независимо от того, какой вариант протокола используется, скорость передачи данных теоретически может достигать величины от 100 Мбит/с до 1 Гбит/с, а в реальности - больше 40 Мбит/с.
Сети 4G, однако, имеют ряд недостатков:
Ниже показаны зоны покрытия сетей 3G и 4G на территории России. В верхней части - зона покрытия 4G, в нижней - 3G. Видно, что покрытие территории сетью 3G значительно более плотное, особенно на большом расстоянии от крупных городов.
Покрытие территории сетью 3G значительно более плотное
Стандарт 4G+ является следующим этапом развития сетей на основе 4G-протокола и поддерживает технологию LTE-Advanced. Она позволяет объединять используемые частоты, в результате чего скорость соединения увеличивается.
Максимальная скорость зависит от конкретной реализации возможностей LTE-A оператором связи. В некоторых случаях можно получить до 450 Мбит/с, что превышает скорость проводных соединений.
Очень старый стандарт, который в своё время позиционировался как усовершенствованная версия 2G - его называли 2.5G. Работает по протоколу GPRS - улучшенной версии протокола GSM.
Это, безусловно, самый медленный вид связи из всех описанных, так как максимальная скорость его не превышает 200 Кбит/с. Страница обычного сайта без большого количества изображений и других медиаэлементов будет загружаться в этом режиме около минуты. Зато подключиться к такой сети иногда удаётся там, где недоступны 3G и 4G.
EDGE - это ещё не 3G, но уже ближе к нему. Второе название этого варианта - 2.75G. Этот прокол появился после G. Он способен обеспечить максимальную скорость около 300–400 Кбит/с.
Самый быстрый интернет в наши дни доступен по соединению 4G+ или 4G . Второй по скорости вариант - 3G+ и H+, затем H и 3G. Самые медленные варианты, работающие чуть-чуть быстрее обычного 2G-протокола, - G и E. При этом зона покрытия интернета, использующего самую современную технологию, относительно невелика, а поймать сеть 3G, G или E можно в большинстве населённых пунктов страны.
Что такое 4G как четвёртое поколение мобильной связи.
Если кратко, и как это сейчас воспринимается, то это LTE и WiMAX.
Например в РФ YOTA работает по стандартам 4G.
А вот всё остальное пока 3g 3g+ и меньше (даже HSPA+ и именно по стандартам).
4G - fourth generation - четвёртое поколение мобильной связи, характеризующееся высокой скоростью передачи данных и повышенным качеством голосовой связи. К четвёртому поколению принято относить перспективные технологии, позволяющие осуществлять передачу данных со скоростью, превышающей 10 Мбит/с подвижными абонентами.
Сектор радиосвязи МСЭ (МСЭ-R) завершил проведение оценки шести представлений в отношении возможной технологии международной подвижной беспроводной широкополосной связи 4G, известной под названием IMT-Advanced.
В результате согласования этих предложений двум технологиям "LTE-Advanced" и "WirelessMANAdvanced" было присвоено официальное обозначение IMT-Advanced, что позволило их квалифицировать в качестве подлинных технологий 4G.
Основные исследования при создании систем связи четвёртого поколения ведутся в направлении использования технологии ортогонального частотного уплотнения OFDM.
Системы связи 4G основаны на пакетных протоколах передачи данных. Для пересылки данных используется протокол IPv4, а также, в будущем планируется поддержка IPv6.
Подобно тому, как было со стандартом 3G, ITU взяла под свой контроль 4G, привязав его к спецификации, известной как IMT-Advanced. Документ призывает к скорости входящих данных в 1 ГБит/с для стационарных терминалов и 100 МБит/с для мобильных. Это в 500 и 250 раз быстрее по сравнению с IMT-2000. Это действительно огромные скорости, которые могут обогнать рядовой DSL-модем или даже прямое подключение к широкополосному каналу.
Беспроводные технологии играют ключевую роль в обеспечении широкополосного доступа в сельской местности. Это более рентабельно - построить одну станцию 4G, которая обеспечит связь на расстоянии десятков километров, чем покрывать сельхозугодья одеялом из оптоволоконных линий.
К сожалению, эти спецификации являются настолько агрессивными, что ни один коммерческий стандарт в мире не соответствует им. Исторически сложилось, что технологии WiMAX и Long-Term Evolution (LTE), которые призваны добиться такого же успеха как CDMA2000 и GSM, считаются технологиями четвертого поколения, но это верно лишь отчасти: они оба используют новые, чрезвычайно эффективные схемы мультиплексирования (OFDMA, в отличие от старых CDMA или TDMA которые мы использовали на протяжении последних двадцати лет) и в них обоих отсутствует канал для передачи голоса. 100 процентов их пропускной способности используется для услуг передачи данных. Это означает, что передача голоса будет рассматриваться как VoIP. Учитывая то, как сильно современное мобильное общество ориентировано на передачу данных, можно считать это хорошим решением.
Где WiMAX и LTE терпят неудачу, так это в скорости передачи данных, у них эти значения теоретически находятся на уровне 40 МБит/с и 100 МБит/с, а на практике реальные скорости коммерческих сетей не превышают 4 МБит/с и 30 МБит/с соответственно, что само по себе очень неплохо, однако не удовлетворяет высоким целям IMT-Advanced. Обновление этих стандартов - WiMAX 2 и LTE-Advanced обещают сделать эту работу, однако она до сих пор не завершена и реальных сетей, которые их используют, по-прежнему не существует.
Тем не менее, можно утверждать, что оригинальные стандарты WiMAX и LTE достаточно отличаются от классических стандартов 3G, чтобы можно было говорить о смене поколений. И действительно, большинство операторов по всему миру, которые развернули подобные сети, называют их 4G. Очевидно, это используется в качестве маркетинга, и организация ITU не имеет полномочий противодействовать. Обе технологии (LTE в частности) скоро будут развернуты у многих операторов связи по всему миру в течение нескольких следующих лет, и использование названия «4G» будет только расти.
И это еще не конец истории. Американский оператор T-Mobile, который не объявлял о своем намерении модернизировать свою HSPA сеть до LTE в ближайшее время, решил начать брендинг модернизации до HSPA+ как 4G. В принципе, этот шаг имеет смысл: 3G технология в конечном счете может достигнуть скоростей, больших, чем просто LTE, приближаясь к требованиям IMT-Advanced. Есть много рынков, где HSPA+ сеть T-Mobile быстрее, чем WiMAX от оператора Sprint. И ни Sprint, ни Verizon, ни MetroPCS - три американских оператора с живой WiMAX/LTE сетью - не предлагают услуги VoIP. Они продолжают использовать свои 3G частоты для голоса и будут делать это еще в течении некоторого времени. Кроме того, T-Mobile собирается обновиться до скорости 42 МБит/с в этом году, даже не касаясь LTE!
Возможно, именно этот шаг T-Mobile вызвал глобальное переосмысление того, что же на самом деле означает «4G» среди покупателей мобильных телефонов. AT&T, которая находится в процессе перехода на HSPA+ и начнет предлагать LTE на некоторых рынках в конце этого года, называет обе эти сети 4G. Таким образом, все четыре национальных оператора США украли название «4G» у ITU - они его взяли, убежали с ним и изменили.
Что такое 4G как четвёртое поколение мобильной связи
